Интенсификация технологий и совершенствование технических средств орошения дождеванием (27.10.2009)

Автор: Снипич Юрий Федорович

Ширина захвата дождем в сумме по обеим сторонам трубопровода при средней скорости ветра от 2 до 5 м/сек составила 65-80 м. Средняя интенсивность дождя с учетом перекрытия смежных позиций (при напоре на гидранте 0,4 МПа) составляет 0,24 мм/мин. Для более надежного перекрытия смежных позиций необходимо увеличить давление 0,4 до 0,45-0,50 МПа.

Коэффициент эффективного полива при использовании на машине «Днепр» аппаратов «Роса-3» составил 0,62, коэффициент недостаточного полива составил 0,198, избыточного полива 0,180. Низкий коэффициент эффективного полива объясняется низкой надежностью дождевальных аппаратов и сильным влиянием ветра непосредственно на струю и на вращение аппарата.

По данным опытов ДМ «Днепр-1М» при работе с аппаратами ДД-30, средняя интенсивность дождя при поливе с одной позиции (без перекрытия) при напоре 0,4 МПа составила 0,17 мм/мин, при напоре 0,45 МПа – 0,19 мм/мин. При поливе с двух смежных позиций наблюдается полное перекрытие дождем орошаемой площади. Средняя интенсивность дождя при поливе с перекрытием смежных позиций при напоре на гидранте 0,40 МПа составила 0,25 мм/мин, при 0,45 МПа – 0,29 мм/мин. Коэффициент эффективного полива составил 0,665, что выше, чем у ДМ «Днепр» со стандартными дождевальными аппаратами, коэффициент недостаточного полива – 0,144, избыточного полива – 0,191.

Производственные исследования применения на ДМ «Днепр» дождевальных аппаратов ДД-30 показывают, что качество и равномерность распределения дождя соответствует предъявляемым требованиям. Перекрытие смежных позиций надежное, работоспособность аппаратов высокоэффективна.

В седьмой главе «Экономическая эффективность научных разработок и прогнозирование рынка поливной техники» произведен расчет технико-экономической оценки использования дождевальной машины фронтального действия Днепр-1М и дана оценка экономической эффективности внедрения ДКФ-1ПК.

Годовой экономический эффект при внедрении дождевальных машин ДКФ составил 104,465 тыс. руб., что достигнуто за счет снижения приведенных затрат по опытной машине в сравнении с базовой на 28,58 % (702,35 против 501,60 руб./маш.). Экономический эффект от производства и использования за срок службы опытного агрегата составил 979,873 тыс. руб., при годовой экономии труда при эксплуатации 142,24 чел.-час. Срок окупаемости капитальных вложений составил 2,5 года.

Общий годовой экономический эффект от эксплуатации новой модернизированной машины «Днепр-1М» составил 367,38 тыс. руб.

Предложенная методика прогнозирования рынка поливной техники позволяет выявить рыночные отношения сельхозтоваропроизводителей и производителей поливной техники в зависимости от их экономического состояния.

Общие выводы

Анализ, проведенный автором, показал, что оросительные системы в значительной степени пришли в изношенное состояние: парк дождевальной техники сократился в 3-3,5 раза; из оставшихся машин выработали свой ресурс 60-75 %; закрытая сеть, обслуживающая дождевальные машины, требует замены на 35-50 %; переведено в неорошаемые около 2 млн га орошаемых земель.

Предложенная программа на 2009-2015 гг. предусматривает реализацию трех этапов обновления парка поливной техники, а именно: базовые, интенсивные и высокоинтенсивные. Поэтапная ее реализация позволит восстановить необходимые размеры орошаемых площадей, включая их оснащение модернизированными, принципиально новыми и совершенными техническими средствами орошения.

Разработана математическая модель оптимизации использования дождевальных машин с учетом агроклиматических условий и потерь производства при различной обеспеченности дождевальной техникой:

- интегральный показатель качества эксплуатации, в вероятностной форме, отображает зависимость между степенью удовлетворения дефицитов водопотребления и затратами на эксплуатацию ДМ;

- полученная формула расчета обосновывает экономически оптимальную нагрузку ДМ в зависимости от агроклиматических условий;

- аналитически доказано, что величина оптимальной нагрузки определяется равенством вероятности обеспечения дефицита влажности и отношением затрат на орошение, к потерям при отказе от орошения.

Разработанная методика анализа удельных показателей учитывает ресурсные и технологические показатели, что позволяет не только установить иерархию уровня технологичности дождевальных машин, но и определить направления их совершенствования. Анализ по данной методике серийных дождевальных машин показывает, что наиболее быстро восстанавливаемыми являются орошаемые участки с поливной техникой, работающей из открытых оросителей и с автономными энергоносителями (ДДА-100 МА и ДДА-100 ВХ) и фронтального перемещения (ДМ «Днепр», ДМ «Ладога»).

На основе разработанной математической модели и методики анализа удельных показателей теоретически обоснованы конструктивные и технологические особенности дождевальных машин ДКФ. Уточнена математическая зависимость определения эксплуатационных расходов по полимерному трубопроводу ДКФ при выборе оптимального диаметра труб, по которой начальный диаметр составил 160 мм. Определены оптимальные диаметры труб с переменным сечением секций консоли (160, 160, 140, 140, 110 мм) соответственно. Анализ проведенных теоретических и полевых исследований показал, что наиболее приемлемый тип насадок для ДКФ – насадки секторного действия разработки РосНИИПМ. Предложена схема расстановки (диаметр сопла насадок различный с постоянным расходом и расстоянием между ними) и разработана программа расчета диаметров насадок по длине консоли.

В результате проведенных исследований определены потери напора в водопроводящих узлах агрегата ДКФ «Ростовчанка» при расходе 100 л/с составляют 12,47 м вод. ст., которые слагаются из потерь напора во всасывающей линии – 1,71 м вод. ст., в напорной линии от насоса до начала консолей фермы – 3 ,49 м вод. ст. и в консолях фермы – 7,27 м вод. ст. Это достигнуто применением труб из полимерных материалов, оптимизацией диаметра водопроводящего трубопровода и уменьшением числа фасонных деталей (местных сопротивлений). Малые потери по длине консоли позволили применить комплекты насадок с меньшим количеством типоразмеров. Средние диаметры капель дождя дождевальной машины ДКФ составляют 0,57, 0,58 и 1,2 мм в начале, середине и конце крыла, что отвечает агротехническим требованиям, предъявляемым для полива аналогичными машинами.

Исследование технико-эксплуатационных характеристик показывает:

- производительность за час основного времени больше у ДДА-100 ВХ, чем у ДКФ, и составляет 1,08 и 1,01 га/час соответственно, что достигается большим расходом насосного агрегата 130 и 100 л/с соответственно;

- за счет уменьшения времени на подготовку дождевальной машины к работе и проведение наладок и регулировок, но при меньшей производительности ДКФ в сравнении с ДДА-100 ВХ, коэффициенты использования сменного времени и использования эксплуатационного времени выше у исследуемой дождевальной машины Дкф – 0,647 и 0,635 против ДДА-100 ВХ – 0,594 и 0,570 соответственно;

- коэффициент технологического обслуживания у ДКФ составил 0,86, в сравнении с 0,83 – ДДА-100 ВХ, что объясняется меньшей затратой времени одного технологического обслуживания, связанного с технологическим переездом;

- коэффициент надежности технологического процесса больше у ДКФ, чем у ДДа-100 ВХ (0,998 и 0,961 соответственно) вследствие меньшего количества отказов и времени на их устранение.

Широкозахватные многоопорные машины, оборудованные струйными дождевальными аппаратами, позволяют довести среднюю интенсивность дождя до 0,3-1,1 мм/мин, а уменьшение времени одновременного полива и увеличение высоты расположения дождевального аппарата ДД-30, работающего по кругу, позволяет довести среднюю интенсивность до 0,4-0,7 мм/мин. Расстояние между дождевальными аппаратами ДД-30 на дождевальном крыле ДМ «Днепр-1М» должно составлять 54 м, диаметры сопел составляют 22, 26, 30 мм.

Установлены качественные показатели полива дождевальным аппаратом ДД-30 и получены зависимости расхода, радиуса полива и интенсивности от диаметра сопел, уменьшения радиуса полива от частоты вращения аппарата, определен коэффициент уменьшения площади полива от скорости ветра. Экспериментальный материал по определению норм полива до образования стока позволил уточнить, что коэффициент КР для дождевальной машины «Днепр-1М», оборудованной аппаратами ДД-30, равен 2,2 с вариацией по учетным площадкам 10 %, а также установлено, что дождевальная машина «Днепр-1М» позволяет выдавать поливные нормы 200-500 м3/га без образования поверхностного стока.

Сравнительные результаты анализа потерь оросительной воды на унос ветром показывают, что при увеличении скорости ветра у ДМ «Днепр-1М», оборудованной аппаратами ДД-30, потери оросительной воды уменьшаются и при скорости ветра 4,39 м/с составляют 14,2 % против 19,7 % у аппаратов «Роса-3». Расход воды ДМ «Днепр-1М», по опытным данным, составил 112 л/с против 106 л/с у ДМ «Днепр», за счет большего расхода дождевальных аппаратов. Коэффициент эффективного полива увеличивается до 0,665 в сравнении с 0,623 (базовая модель), с одновременным уменьшением коэффициента недостаточного полива 0,144 против 0,198 соответственно.

Годовой экономический эффект при внедрении дождевальных машин ДКФ составил 104,465 тыс. руб., что достигнуто за счет снижения приведенных эксплуатационных затрат по опытной машине в сравнении с базовой на 28,58 % (702,35 против 501,60 руб./маш.). Срок окупаемости капитальных вложений составил 2,5 года. Общий годовой приведенный экономический эффект от эксплуатации новой модернизированной машины «Днепр-1М» составил 367,38 тыс. руб.

Улучшение экономического состояния и востребованность продукции сельхозтоваропроизводителей увеличивает их покупательную способность даже при увеличении стоимости поливной техники, и наоборот.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Монография

Снипич, Ю.Ф. Совершенствование технических средств орошения: Монография/ Ю.Ф. Снипич. – Новочеркасск: ООО «Геликон», 2007. – 110 с.

Список работ, опубликованных в рекомендуемых ВАК РФ журналах

Снипич, Ю.Ф. Дождевальная техника для открытой оросительной сети: проблемы и перспективы / Ю.Ф. Снипич, В.Н. Щедрин, А.В. Колганов //Мелиорация и водное хозяйство. – 2002. – № 5. – С. 2. (автор 50 %).

Снипич, Ю.Ф. Перспективные направления развития дождевальной техники / Ю.Ф. Снипич, В.Н. Щедрин, А.В. Колганов //Мелиорация и водное хозяйство. – 2003. – № 5. – С. 5. (автор 65 %).

Снипич, Ю.Ф. Применение двух основных законов дождевания при обосновании конструкции ДМ «ДКФ-1ПК» / Ю.Ф. Снипич, А.Е. Шепелев //Мелиорация и водное хозяйство. – 2006. – № 4. – С. 2. (автор 70 %).

Снипич, Ю.Ф. Техника и технология орошения в современных условиях землепользования / Ю.Ф. Снипич //Мелиорация и водное хозяйство. – 2006. – № 6. – С. 3.

Снипич, Ю.Ф. Испарение из дождевого облака, формируемого секторной насадкой / Ю.Ф. Снипич, Ю.С. Карасев, Д.В. Сухарев //Мелиорация и водное хозяйство. – 2007. – № 4. – С. 2. (автор 70 %).

Снипич, Ю.Ф. Оптимизация технологических параметров струйных дождевальных аппаратов /Ю.Ф. Снипич //Мелиорация и водное хозяйство. 2008.- №6. – С. 2.

А.с. № 1676532. Многоопорная дождевальная машина / Ю.Ф. Снипич, Н.П. Бредихин, Т.И. Ильинов. (автор 75 %).

Пат. № 2223637. Фронтальная длинноствольная дождевальная установка (вариант) / Ю.Ф. Снипич, В.Н. Щедрин, Н.П. Бредихин, В.В. Слабунов, А.С. Штанько. (автор 90 %).


загрузка...